CN113879358A - 轨道状态监测设备及方法、控制装置和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种轨道状态监测设备及方法、控制装置和存储介质。其中，轨道状态监测设备包括设于待检测轨道区段的入口端的钢轨底部的光纤光栅传感器，接收并反射光源发射的光信号；光纤光栅解调设备接收光信号，并对光信号进行解调，得到波长信息；处理设备获取波长信息并提取波长信息中的中心波长，处理中心波长，得到轴重曲线和差值曲线；根据设备根据轴重曲线的波长和差值曲线的波长，对驶过测量点停车后又反向驶走或空载的车辆正确检测计数并确定待检测轨道区段的轨道状态。
Description
技术领域
本申请涉及轨道交通技术领域，特别是涉及一种轨道状态监测设备及方法、控制装置和存储介质。
背景技术
随着轨道交通技术的发展，出现了轨道状态监测技术，轨道状态监测技术的基本原理是基于对所监测的轨道区段两端计数点驶入和使出车辆轮轴数的比较，以确定该轨道区段的占用或空闲状态。目前，用于轨道计轴的设备主要有电路计轴器和电磁计轴器，然而上述两种设备无法准确判断实际情况中发生特例情况，如车辆驶过测量点又反向驶走或机车空载时轨道的占用或空闲状态。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够准确判断发生特例情况时轨道状态的轨道状态监测设备及方法、控制装置和存储介质。
一种轨道状态监测设备，包括：
光源，用于发射光信号；
光纤光栅传感器，设于待检测轨道区段的入口端的钢轨底部，用于接收并反射光信号；
光纤光栅解调设备，用于接收光信号，并对光信号进行解调，得到波长信息；
处理设备，用于获取波长信息并提取波长信息中的中心波长，还用于处理中心波长，得到轴重曲线和差值曲线；处理设备还用于根据轴重曲线的波长和差值曲线的波长，确定经过入口端的轮轴数并根据轮轴数确定待检测轨道区段的轨道状态。
在其中一个实施例中，处理设备包括第一处理器和第二处理器；第一处理器连接第二处理器；
第一处理器用于获取波长信息并提取波长信息中的中心波长，还用于处理中心波长，得到轴重曲线和差值曲线；
第二处理器用于根据轴重曲线的波长和差值曲线的波长，确定经过入口端的轮轴数并根据轮轴数确定待检测轨道区段的轨道状态。
在其中一个实施例中，光纤光栅传感器包括第一光纤光栅传感器、第二光纤光栅传感器、第三光纤光栅传感器和第四光纤光栅传感器；第一光纤光栅传感器、第二光纤光栅传感器、第三光纤光栅传感器和第四光纤光栅传感器依次设于入口端的第一枕木和第二枕木之间；
光纤光栅解调设备，用于接收第一光纤光栅传感器传输的第一光信号，并对第一光信号进行解调，得到第一波长信息；光纤光栅解调设备还用于接收第二光纤光栅传感器传输的第二光信号，并对光第二信号进行解调，得到第二波长信息；光纤光栅解调设备还用于接收第三光纤光栅传感器传输的第三光信号，并对第三光信号进行解调，得到第三波长信息；光纤光栅解调设备还用于接收第四光纤光栅传感器传输的第四光信号，并对第四光信号进行解调，得到第四波长信息；
处理设备用于根据第一波长信息的第一中心波长、第二波长信息的第二中心波长、第三波长信息的第三中心波长和第四波长信息的第四中心波长，得到轴重曲线和差值曲线；处理设备还用于根据轴重曲线的波长和差值曲线的波长，确定经过入口端的轮轴数并根据轮轴数确定待检测轨道区段的轨道状态。
在其中一个实施例中，待检测轨道区段的数量至少为两段；其中，后一区段入口端作为前一区段的出口端；
光纤光栅传感器的数量至少为两组；光纤光栅传感器分别设于对应的待检测轨道区段的入口端；
光纤光栅解调设备，用于接收各入口端的光纤光栅传感器传输的光信号，并对光信号进行解调，得到各波长信息；
处理设备用于根据各波长信息的各中心波长，得到轴重曲线和差值曲线，并根据轴重曲线的波长和差值曲线的波长，确定经过各入口端的轮轴数；处理设备还用于根据待检测区段入口端的轮轴数和待检测区段的后一区段入口端的轮轴数，得到待检测区段的轨道状态。
一种轨道状态监测方法，包括步骤：
获取波长信息并提取波长信息的中心波长；其中，波长信息为光纤光栅解调设备对光纤光栅传感器传输的光信号进行解调后得到；其中，光信号由光源发射；光纤光栅传感器，设于待检测轨道区段入口端的钢轨底部；
处理中心波长，得到轴重曲线和差值曲线；
根据轴重曲线的波长和差值曲线的波长，确定经过入口端的轮轴数并根据轮轴数确定待检测轨道区段的轨道状态。
在其中一个实施例中，根据轴重曲线的波长和差值曲线的波长，确定经过入口端的轮轴数的步骤，包括：
获取轴重曲线中第一时刻对应的第一波长；
若第一波长小于或等于预设值，则获取差值曲线中第一时刻对应的第二波长、轴重曲线中第二时刻对应的第三波长和差值曲线中第二时刻对应的第四波长；
根据第二波长、第三波长和第四波长，确定经过入口端的轮轴数。
在其中一个实施例中，根据第二波长、第三波长和第四波长，确定经过入口端的轮轴数的步骤，包括：
若第二波长大于零、第三波长大于预设值且第四波长大于零，则维持入口端的轮轴数的值不变；
若第二波长大于零、第三波长大于预设值且第四波长小于或等于零，则对入口端的轮轴数的值加1。
在其中一个实施例中，根据第二波长、第三波长和第四波长，确定经过入口端的轮轴数的步骤，还包括：
若第二波长小于或等于零、第三波长大于预设值且第四波长小于或等于零，则维持入口端的轮轴数的值不变；
若第二波长小于或等于零、第三波长大于预设值且第四波长大于零，则对入口端的轮轴数的值减1。
一种轨道状态监测控制装置，包括：
获取模块，用于获取波长信息并提取波长信息的中心波长；其中，波长信息为光纤光栅解调设备对光纤光栅传感器传输的光信号进行解调后得到；其中，光信号由光源发射；光纤光栅传感器，设于待检测轨道区段入口端的钢轨底部；
处理模块，用于处理中心波长，得到轴重曲线和差值曲线；
轨道状态确认模块，用于根据轴重曲线的波长和差值曲线的波长，确定经过入口端的轮轴数并根据轮轴数确定待检测轨道区段的轨道状态。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，计算机程序被执行时实现如下方法的步骤：
获取波长信息并提取波长信息的中心波长；其中，波长信息为光纤光栅解调设备对光纤光栅传感器传输的光信号进行解调后得到；其中，光信号由光源发射；光纤光栅传感器，设于待检测轨道区段入口端的钢轨底部；
处理中心波长，得到轴重曲线和差值曲线；
根据轴重曲线的波长和差值曲线的波长，确定经过入口端的轮轴数并根据轮轴数确定待检测轨道区段的轨道状态。
上述轨道状态监测设备及方法、控制装置和存储介质，包括设于待检测轨道区段的入口端的钢轨底部的光纤光栅传感器，接收并反射光源发射的光信号；光纤光栅解调设备接收光信号，并对光信号进行解调，得到波长信息；处理设备获取波长信息并提取波长信息中的中心波长，处理中心波长，得到轴重曲线和差值曲线；根据设备根据轴重曲线的波长和差值曲线的波长，可以确定车辆驶过测量点又反向驶走或机车空载时，经过入口端的轮轴数，并根据轮轴数可以确定待检测轨道区段的轨道状态。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一个实施例中轨道监测设备的第一示意性结构示意图；
图2为一个实施例中处理设备的结构示意图；
图3为一个实施例中轨道监测设备的第二示意性结构示意图；
图4为一个实施例中轨道监测设备的第三示意性结构示意图；
图5为一个实施例中轨道监测方法的流程示意图；
图6为一个实施例中根据轴重曲线的波长和差值曲线的波长，确定经过入口端的轮轴数的步骤的流程示意图；
图7为一个实施例中根据第二波长、第三波长和第四波长，确定经过入口端的轮轴数的步骤的第一示意性流程示意图；
图8为一个实施例中车辆从入口端驶入后又从入口端反向驶出的轴重曲线和差值曲线的示意图；
图9为一个实施例中车辆从入口端驶入，并从出口端使出的轴重曲线和差值曲线的示意图；
图10为一个实施例中根据第二波长、第三波长和第四波长，确定经过入口端的轮轴数的步骤的第二示意性流程示意图；
图11为一个实施例中车辆从出口端驶入后又从出口端反向驶出的轴重曲线和差值曲线的示意图；
图12为一个实施例中车辆从出口端驶入，并从入口端驶出的轴重曲线和差值曲线的示意图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。
正如背景技术所述，现有技术中用于监测轨道状态的计轴设备在车辆空载时或车辆驶过测量点又反向驶走时容易造成错误判断，无法完成轨道状态的监测。
基于以上原因，本发明提供了一种能够准确判断发生特例情况时轨道状态的方案。
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种轨道状态监测设备，包括：
光源，用于发射光信号；
光纤光栅传感器20，设于待检测轨道区段的入口端的钢轨底部，用于接收并反射光信号；
光纤光栅解调设备30，用于接收光信号，并对光信号进行解调，得到波长信息；
处理设备40，用于获取波长信息并提取波长信息中的中心波长，还用于处理中心波长，得到轴重曲线和差值曲线；处理设备40还用于根据轴重曲线的波长和差值曲线的波长，确定经过入口端的轮轴数并根据轮轴数确定待检测轨道区段的轨道状态。
优选地，光源(图1未示出)为宽带光源，宽带光源将宽带光输入到光纤光栅传感器20。
具体而言，光纤光栅解调设备30对光纤光栅传感器20反射的光信号进行解调，得到波长信息；处理设备40获取并提取波长信息中的中心波长；处理中心波长的变化量，得到轴重曲线和差值曲线。
具体而言，处理设备40根据轴重曲线的波长和差值曲线的波长值，确定经过入口端的轮轴数。在一个具体示例中，车辆从入口端进入，经过光纤光栅传感器20。处理设备40获取轴重曲线中第一时刻对应的第一波长；若第一波长小于或等于预设值，则获取差值曲线中第一时刻对应的第二波长；若第二波长大于零，则确认车辆从入口端驶入，并获取轴重曲线中第二时刻对应的第三波长和差值曲线中第二时刻对应的第四波长。若第三波长大于预设值且第四波长大于零，则确认车辆从入口端驶入后又从入口端反向驶出，维持入口端的轮轴数的值不变；若第三波长大于预设值且第四波长小于或等于零，则确认车辆从入口端驶入，并从出口端使出，对入口端的轮轴数的值加1。
具体而言，处理设备40根据轮轴数确定待检测轨道区段的轨道状态，具体为：当待检测轨道区段入口端的轮轴数与出口端的轮轴数相等时，确定该轨道区段的轨道状态为空闲；当待检测轨道区段入口端的轮轴数与出口端的轮轴数不相等时，确定该轨道区段的轨道状态为占用。
上述轨道状态监测设备，通过设于待检测轨道区段的入口端的钢轨底部的光纤光栅传感器，接收并反射光源发射的光信号，光纤光栅传感器的防潮防湿能力强、不容易受到雷电、不容易发生锈蚀且不容易受到电磁干扰，整体提高了轨道状态监测设备的灵敏度和准确度、较少误判情况到的发生。光纤光栅解调设备接收光信号，并对光信号进行解调，得到波长信息；处理设备获取波长信息并提取波长信息中的中心波长，处理中心波长，得到轴重曲线和差值曲线；根据设备根据轴重曲线的波长和差值曲线的波长，可以确定特殊情况下，如车辆驶过测量点停车后又反向驶走或机车空载时，经过待检测轨道入口端的轮轴数，并根据轮轴数确定待检测轨道区段的轨道状态。
在一个实施例中，如图2所示，处理器40包括第一处理器401和第二处理器402；第一处理器401连接第二处理器402；第一处理器401用于获取波长信息并提取波长信息中的中心波长，还用于处理中心波长，得到轴重曲线和差值曲线；第二处理器402用于根据轴重曲线的波长和差值曲线的波长，确定经过入口端的轮轴数并根据轮轴数确定待检测轨道区段的轨道状态。
具体而言，通过采用第一处理器401和第二处理器402，使得每个时钟周期内可处理数据增加，有益于提高上述轨道状态监测设备的稳定性。
在一个实施例中，如图3所示，光纤光栅传感器20包括第一光纤光栅传感器201、第二光纤光栅传感器202、第三光纤光栅传感器203和第四光纤光栅传感器204；第一光纤光栅传感器201、第二光纤光栅传感器202、第三光纤光栅传感器203和第四光纤光栅传感器204依次设于入口端的第一枕木50和第二枕木60之间；第一枕木50和第二枕木60之间的距离为l，第一枕木50与第一光纤光栅传感器201之间的距离为p，第一光纤光栅传感器201与第二光纤光栅传感器202之间的距离为q，第三光纤光栅传感器203与第四光纤光栅传感器204之间的距离为q，第四光纤光栅传感器204与第二枕木60之间的距离为p；
光纤光栅解调设备接收第一光纤光栅传感器201传输的第一光信号，并对第一光信号进行解调，得到第一波长信息；光纤光栅解调设备还接收第二光纤光栅传感器202传输的第二光信号，并对光第二信号进行解调，得到第二波长信息；光纤光栅解调设备还接收第三光纤光栅传感器203传输的第三光信号，并对第三光信号进行解调，得到第三波长信息；光纤光栅解调设备还接收第四光纤光栅传感器204传输的第四光信号，并对第四光信号进行解调，得到第四波长信息；
处理设备用于根据第一波长信息的第一中心波长、第二波长信息的第二中心波长、第三波长信息的第三中心波长和第四波长信息的第四中心波长，得到轴重曲线和差值曲线；处理设备还用于根据轴重曲线的波长和差值曲线的波长，确定经过入口端的轮轴数并根据轮轴数确定待检测轨道区段的轨道状态。
具体而言，车轮对钢轨的压力简化为垂直向下的压力F，F1和F2分别为第一枕木50和第二枕木60对钢轨向上的支持力。当车辆车轮刚经过第一枕木50时，车轮距离第一枕木50的距离为x。以第一枕木50为参考点，对钢轨整体进行受力分析，水平方向的受力为0，则垂直方向力的平衡公式为：
F1+F2-F＝0；
力矩平衡公式为：
F2*l-F*x＝0；
对上式进行整理得到；
当车辆车轮行驶到第一枕木50和第一光纤光栅传感器201之间时，以第一光纤光栅传感器201为参考点，力矩平衡公式为：
F1*p-(p-x)F+MA＝0；
代入公式
得到第一光纤光栅传感器201的力矩MA：
当车辆车轮行驶到第一枕木50和第一光纤光栅传感器201之间，以第二光纤光栅传感器202为参考点时，得到第二光纤光栅传感器202的力矩MB：
当车辆车轮行驶到第一枕木50和第一光纤光栅传感器201之间，以第三光纤光栅传感器203为参考点时，得到第三光纤光栅传感器203的力矩MC：
当车辆车轮行驶到第一枕木50和第一光纤光栅传感器201之间，以第四光纤光栅传感器204为参考点时，得到第四光纤光栅传感器204的力矩MD：
计算MA+MD-MB-MC，得到总弯矩为0。
当车轮行驶到第一光纤光栅传感器201和第二光纤光栅传感器202之间时，以第一光纤光栅传感器201为参考点，力矩平衡公式为：
F1*p+MA＝0；
代入公式
得到第一光纤光栅传感器201的力矩MA：
当车轮行驶到第一光纤光栅传感器201和第二光纤光栅传感器202之间，以第二光纤光栅传感器202为参考点时，得到第二光纤光栅传感器202的力矩MB：
当车轮行驶到第一光纤光栅传感器201和第二光纤光栅传感器202之间，以第三光纤光栅传感器203为参考点时，得到第三光纤光栅传感器203的力矩MC：
当车轮行驶到第一光纤光栅传感器201和第二光纤光栅传感器202之间，以第四光纤光栅传感器204为参考点时，得到第四光纤光栅传感器204的力矩MD：
计算MA+MD-MB-MC，可以得到总弯矩为F(x-p)。
当车轮行驶到第二光纤光栅传感器202和第三光纤光栅传感器203之间时，以第一光纤光栅传感器201为参考点，力矩平衡公式为：
MA+F1p＝0；
代入公式
得到第一光纤光栅传感器201的力矩MA：
当车轮行驶到第二光纤光栅传感器202和第三光纤光栅传感器203之间，以第二光纤光栅传感器202为参考点，力矩平衡公式为：
MB+F1(p+q)＝0；
代入公式
得到第二光纤光栅传感器202的力矩MB：
当车轮行驶到第二光纤光栅传感器202和第三光纤光栅传感器203之间，以第三光纤光栅传感器203为参考点，力矩平衡公式为：
MC+F1(l-p-q)-F(l-p-q-x)＝0；
根据公式
得到第三光纤光栅传感器203的力矩MC：
当车轮行驶到第二光纤光栅传感器202和第三光纤光栅传感器203之间，以第四光纤光栅传感器204为参考点，力矩平衡公式为：
MD+F1(l-p)-F(l-p-x)＝0；
根据公式
得到第四光纤光栅传感器204的力矩MD：
计算MA+MD-MB-MC，得到总弯矩为Fq。
由于四个光纤光栅传感器是对称设置，所以当车辆车轮行驶到第三光纤光栅传感器203和第四光纤光栅传感器204之间时，整个钢轨的受力情况与车辆车轮行驶到第一光纤光栅传感器201与第二光纤光栅传感器202之间是对称的；当车辆车轮行驶到第四光纤光栅传感器204和第二枕木60之间时，整个钢轨的受力情况与车辆车轮行驶到第一枕木50和第一光纤光栅传感器201之间是对称的。
综上所述，得到整个钢轨的弯矩变化量∑Mx：
具体而言，实验测量验证得到光纤传感器受压使得中心波长的变化量Δλ1-Δλ2-Δλ3+Δλ4正比于钢轨弯矩变化量。
具体而言，处理设备处理第一中心波长、第二中心波长、第三中心波长和第四中心波长，分别得到对应的中心波长变化量Δλ1、Δλ2、Δλ3和Δλ4，轴重曲线为由Δλ1-Δλ2-Δλ3+Δλ4构成的函数曲线，差值曲线为由Δλ4-Δλ1构成的函数曲线。
在一个实施例中，待检测轨道为双线铁路，待检区段的数量至少为两段。在一个具体的实施例中，如图4所示，待检区段的数量为两段；其中，后一区段80入口端作为前一区段70的出口端；
光纤光栅传感器20的数量为两组；分别设于对应的待检测轨道区段的入口端；
光纤光栅解调设备30，用于接收光纤光栅传感器20传输的光信号，并对光信号进行解调，得到各波长信息；
处理设备40用于根据各波长信息的各中心波长，得到轴重曲线和差值曲线，并根据轴重曲线的波长和差值曲线的波长，确定经过待检测区段70入口端的轮轴数和待检测区段的后一区段80入口端的轮轴数；处理设备40还用于根据区段70入口端和区段80入口端的轮轴数，得到待检测区段70的轨道状态。
具体而言，处理设备40根据各波长信息的各中心波长，得到轴重曲线和差值曲线，并根据轴重曲线的波长和差值曲线的波长，确定经过区段70入口端和区段80入口端的轮轴数；当区段70入口端的轮轴数与区段70出口端(即区段80入口端)的轮轴数相等时，则确定区段70的轨道状态为空闲；当区段70入口端的轮轴数与区段70出口端(即区段80入口端)的轮轴数不相等时，则确定区段70的轨道状态为占用。
在一个实施例中，待检测轨道为单线铁路，待检区段的数量仅为一段。
具体而言，光纤光栅传感器的数量为两组；分别设于待检区段的入口端和出口端；处理设备用于确定经过待检测区段入口端的轮轴数和出口端的轮轴数，并根据入口端的轮轴数和出口端的轮轴数，得到待检区段的轨道状态。
在一个实施例中，如图5所示，提供了一种轨道状态监测方法，包括步骤：
S110，获取波长信息并提取波长信息的中心波长；其中，波长信息为光纤光栅解调设备对光纤光栅传感器传输的光信号进行解调后得到；其中，光信号由光源发射；光纤光栅传感器，设于待检测轨道区段入口端的钢轨底部；
S120，处理中心波长，得到轴重曲线和差值曲线；
S130，根据轴重曲线的波长和差值曲线的波长，确定经过入口端的轮轴数并根据轮轴数确定待检测轨道区段的轨道状态。
具体而言，车辆从入口端进入，获取轴重曲线中第一时刻对应的第一波长；若第一波长小于或等于预设值，则获取差值曲线中第一时刻对应的第二波长；若第二波长大于零，则确认车辆从入口端驶入，并获取轴重曲线中第二时刻对应的第三波长和差值曲线中第二时刻对应的第四波长。若第三波长大于预设值且第四波长大于零，则确认车辆从入口端驶入后又从入口端反向驶出，维持入口端的轮轴数的值不变；若第三波长大于预设值且第四波长小于或等于零，则确认车辆从入口端驶入，并从出口端使出，对入口端的轮轴数的值加1。
具体而言，当待检测轨道区段入口端的轮轴数与出口端的轮轴数相等时，确定该轨道区段的轨道状态为空闲；当待检测轨道区段入口端的轮轴数与出口端的轮轴数不相等时，确定该轨道区段的轨道状态为占用。
上述轨道状态监测方法，通过获取光纤光栅解调设备对光纤光栅传感器传输的光信号进行解调后得到的波长信息并提取波长信息中的中心波长，处理中心波长，得到轴重曲线和差值曲线；根据设备根据轴重曲线的波长和差值曲线的波长，可以确定特殊情况下，如车辆驶过测量点停车后又反向驶走或机车空载时，经过待检测轨道入口端的轮轴数，并根据轮轴数确定待检测轨道区段的轨道状态。
在一个实施例中，如图6所示，根据轴重曲线的波长和差值曲线的波长，确定经过入口端的轮轴数的步骤，包括：
S140，获取轴重曲线中第一时刻对应的第一波长；
S150，若第一波长小于或等于预设值，则获取差值曲线中第一时刻对应的第二波长、轴重曲线中第二时刻对应的第三波长和差值曲线中第二时刻对应的第四波长；
S160，根据第二波长、第三波长和第四波长，确定经过入口端的轮轴数。
具体而言，当机车空载时，重量约为满载的四分之一，空车经过的波长值与噪声波长的差值很小，易形成错误判断。因此，设置预设值，以区别空车和噪声。预设值是根据实际情况下，空车经过钢轨形成的轴重曲线和差值曲线确定的，其值大于最小空车轴重曲线的波长值，小于最大噪声波长值。优选地，预设值为-0.001纳米。
在一个实施例中，如图7所示，根据第二波长、第三波长和第四波长，确定经过入口端的轮轴数的步骤，包括：
S170，若第二波长大于零、第三波长大于预设值且第四波长大于零，则维持入口端的轮轴数的值不变；
S180，若第二波长大于零、第三波长大于预设值且第四波长小于或等于零，则对入口端的轮轴数的值加1。
具体而言，在一个具体示例中，如图8所示，车辆从入口端进入，获取轴重曲线中第一时刻对应的第一波长；若第一波长小于或等于预设值，则获取差值曲线中第一时刻对应的第二波长；若第二波长大于零，则确认车辆从入口端驶入，并获取轴重曲线中第二时刻对应的第三波长和差值曲线中第二时刻对应的第四波长。若第三波长大于预设值且第四波长大于零，则确认车辆从入口端驶入后又从入口端反向驶出，维持入口端的轮轴数的值不变。
具体而言，在一个具体示例中，如图9所示，车辆从入口端进入，获取轴重曲线中第一时刻对应的第一波长；若第一波长小于或等于预设值，则获取差值曲线中第一时刻对应的第二波长；若第二波长大于零，则确认车辆从入口端驶入，并获取轴重曲线中第二时刻对应的第三波长和差值曲线中第二时刻对应的第四波长。若第三波长大于预设值且第四波长小于或等于零，则确认车辆从入口端驶入，并从出口端使出，对入口端的轮轴数的值加1。
在一个实施例中，如图10所示，根据第二波长、第三波长和第四波长，确定经过入口端的轮轴数的步骤，还包括：
S190，若第二波长小于或等于零、第三波长大于预设值且第四波长小于或等于零，则维持入口端的轮轴数的值不变；
S200，若第二波长小于或等于零、第三波长大于预设值且第四波长大于零，则对入口端的轮轴数的值减1。
具体而言，在一个具体示例中，如图11所示，车辆从出口端驶入，获取轴重曲线中第一时刻对应的第一波长；若第一波长小于或等于预设值，则获取差值曲线中第一时刻对应的第二波长；若第二波长小于或等于零，则确认车辆从待检测轨道区段出口端驶入，并获取轴重曲线中第二时刻对应的第三波长和差值曲线中第二时刻对应的第四波长。若第三波长大于预设值且第四波长小于或等于零，则确认车辆从出口端驶入后又从出口端反向驶出，维持入口端的轮轴数的值不变。
具体而言，在一个具体示例中，如图12所示，车辆从出口端驶入，获取轴重曲线中第一时刻对应的第一波长；若第一波长小于或等于预设值，则获取差值曲线中第一时刻对应的第二波长；若第二波长小于或等于零，则确认车辆从待检测轨道区段出口端驶入，并获取轴重曲线中第二时刻对应的第三波长和差值曲线中第二时刻对应的第四波长。若第三波长大于预设值且第四波长大于零，则确认车辆从出口端驶入，从入口端驶出，对入口端的轮轴数的值减1。
上述轨道状态监测方法，根据设备根据轴重曲线的波长和差值曲线的波长，可以对驶过测量点停车后又反向驶走或空载的车辆正确检测计数，实现对轨道状态的监测。
应该理解的是，虽然图5-图12的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图5-图12中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，提供了一种轨道状态监测控制装置，包括获取模块、处理模块和轨道状态确认模块，其中：
获取模块，用于获取波长信息并提取波长信息的中心波长；其中，波长信息为光纤光栅解调设备对光纤光栅传感器传输的光信号进行解调后得到；其中，光信号由光源发射；光纤光栅传感器，设于待检测轨道区段入口端的钢轨底部；
处理模块，用于处理中心波长，得到轴重曲线和差值曲线；
轨道状态确认模块，用于根据轴重曲线的波长和差值曲线的波长，确定经过入口端的轮轴数并根据轮轴数确定待检测轨道区段的轨道状态。
在一个实施例中，轨道状态确认模块包括第一波长获取模块、第二波长获取模块和轮轴数确认模块，其中：
第一波长获取模块，用于获取轴重曲线中第一时刻对应的第一波长；
第二波长获取模块，用于若第一波长小于或等于预设值，则获取差值曲线中第一时刻对应的第二波长、轴重曲线中第二时刻对应的第三波长和差值曲线中第二时刻对应的第四波长；
轮轴数确认模块，用于根据第二波长、第三波长和第四波长，确定经过入口端的轮轴数。
在一个实施例中，轮轴数确认模块包括第一确认模块和第二确认模块，其中：
第一确认模块，用于若第二波长大于零、第三波长大于预设值且第四波长大于零，则维持入口端的轮轴数的值不变；
第二确认模块，用于若第二波长大于零、第三波长大于预设值且第四波长小于或等于零，则对入口端的轮轴数的值加1。
在一个实施例中，轮轴数确认模块还包括第三确认模块和第四确认模块，其中：
第三确认模块，用于若第二波长小于或等于零、第三波长大于预设值且第四波长小于或等于零，则维持入口端的轮轴数的值不变；
第四确认模块，用于若第二波长小于或等于零、第三波长大于预设值且第四波长大于零，则对入口端的轮轴数的值减1。
关于轨道状态监测控制装置的具体限定可以参见上文中对于轨道状态监测方法的限定，在此不再赘述。上述轨道状态监测控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。需要说明的是，本申请实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
获取波长信息并提取波长信息的中心波长；其中，波长信息为光纤光栅解调设备对光纤光栅传感器传输的光信号进行解调后得到；其中，光信号由光源发射；光纤光栅传感器，设于待检测轨道区段入口端的钢轨底部；
处理中心波长，得到轴重曲线和差值曲线；
根据轴重曲线的波长和差值曲线的波长，确定经过入口端的轮轴数并根据轮轴数确定待检测轨道区段的轨道状态。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
获取轴重曲线中第一时刻对应的第一波长；
若第一波长小于或等于预设值，则获取差值曲线中第一时刻对应的第二波长、轴重曲线中第二时刻对应的第三波长和差值曲线中第二时刻对应的第四波长；
根据第二波长、第三波长和第四波长，确定经过入口端的轮轴数。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
若第二波长大于零、第三波长大于预设值且第四波长大于零，则维持入口端的轮轴数的值不变；
若第二波长大于零、第三波长大于预设值且第四波长小于或等于零，则对入口端的轮轴数的值加1。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
若第二波长小于或等于零、第三波长大于预设值且第四波长小于或等于零，则维持入口端的轮轴数的值不变；
若第二波长小于或等于零、第三波长大于预设值且第四波长大于零，则对入口端的轮轴数的值减1。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取波长信息并提取波长信息的中心波长；其中，波长信息为光纤光栅解调设备对光纤光栅传感器传输的光信号进行解调后得到；其中，光信号由光源发射；光纤光栅传感器，设于待检测轨道区段入口端的钢轨底部；
处理中心波长，得到轴重曲线和差值曲线；
根据轴重曲线的波长和差值曲线的波长，确定经过入口端的轮轴数并根据轮轴数确定待检测轨道区段的轨道状态。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
获取轴重曲线中第一时刻对应的第一波长；
若第一波长小于或等于预设值，则获取差值曲线中第一时刻对应的第二波长、轴重曲线中第二时刻对应的第三波长和差值曲线中第二时刻对应的第四波长；
根据第二波长、第三波长和第四波长，确定经过入口端的轮轴数。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
若第二波长大于零、第三波长大于预设值且第四波长大于零，则维持入口端的轮轴数的值不变；
若第二波长大于零、第三波长大于预设值且第四波长小于或等于零，则对入口端的轮轴数的值加1。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
若第二波长小于或等于零、第三波长大于预设值且第四波长小于或等于零，则维持入口端的轮轴数的值不变；
若第二波长小于或等于零、第三波长大于预设值且第四波长大于零，则对入口端的轮轴数的值减1。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。
在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种轨道状态监测设备，其特征在于，包括：
光源，用于发射光信号；
光纤光栅传感器，设于待检测轨道区段的入口端的钢轨底部，用于接收并反射所述光信号；
光纤光栅解调设备，用于接收所述光信号，并对所述光信号进行解调，得到波长信息；
处理设备，用于获取所述波长信息并提取所述波长信息中的中心波长，还用于处理所述中心波长，得到轴重曲线和差值曲线；所述处理设备还用于根据所述轴重曲线的波长和所述差值曲线的波长，确定经过所述入口端的轮轴数并根据所述轮轴数确定所述待检测轨道区段的轨道状态。
2.根据权利要求1所述的轨道状态监测设备，其特征在于，所述处理设备包括第一处理器和第二处理器；所述第一处理器连接所述第二处理器；
所述第一处理器用于获取所述波长信息并提取所述波长信息中的中心波长，还用于处理所述中心波长，得到轴重曲线和差值曲线；
所述第二处理器用于根据所述轴重曲线的波长和所述差值曲线的波长，确定经过所述入口端的轮轴数并根据所述轮轴数确定所述待检测轨道区段的轨道状态。
3.根据权利要求1所述的轨道状态监测设备，其特征在于，所述光纤光栅传感器包括第一光纤光栅传感器、第二光纤光栅传感器、第三光纤光栅传感器和第四光纤光栅传感器；所述第一光纤光栅传感器、所述第二光纤光栅传感器、所述第三光纤光栅传感器和所述第四光纤光栅传感器依次设于所述入口端的第一枕木和第二枕木之间；
所述光纤光栅解调设备，用于接收所述第一光纤光栅传感器传输的第一光信号，并对所述第一光信号进行解调，得到第一波长信息；所述光纤光栅解调设备还用于接收所述第二光纤光栅传感器传输的第二光信号，并对所述光第二信号进行解调，得到第二波长信息；所述光纤光栅解调设备还用于接收所述第三光纤光栅传感器传输的第三光信号，并对所述第三光信号进行解调，得到第三波长信息；所述光纤光栅解调设备还用于接收所述第四光纤光栅传感器传输的第四光信号，并对所述第四光信号进行解调，得到第四波长信息；
所述处理设备用于根据所述第一波长信息的第一中心波长、所述第二波长信息的第二中心波长、所述第三波长信息的第三中心波长和所述第四波长信息的第四中心波长，得到所述轴重曲线和所述差值曲线；所述处理设备还用于根据所述轴重曲线的波长和所述差值曲线的波长，确定经过所述入口端的轮轴数并根据所述轮轴数确定所述待检测轨道区段的轨道状态。
4.根据权利要求1所述的轨道状态监测设备，其特征在于，
所述待检测轨道区段的数量至少为两段；其中，后一区段入口端作为前一区段的出口端；
所述光纤光栅传感器的数量至少为两组；所述光纤光栅传感器分别设于对应的所述待检测轨道区段的入口端；
所述光纤光栅解调设备，用于接收各所述入口端的所述光纤光栅传感器传输的光信号，并对所述光信号进行解调，得到各波长信息；
所述处理设备用于根据各所述波长信息的各中心波长，得到所述轴重曲线和所述差值曲线，并根据所述轴重曲线的波长和所述差值曲线的波长，确定经过各所述入口端的轮轴数；所述处理设备还用于根据所述待检测区段入口端的轮轴数和所述待检测区段的后一区段入口端的轮轴数，得到所述待检测区段的轨道状态。
5.一种轨道状态监测方法，其特征在于，包括步骤：
获取波长信息并提取波长信息的中心波长；其中，所述波长信息为光纤光栅解调设备对光纤光栅传感器传输的光信号进行解调后得到；其中，所述光信号由光源发射；所述光纤光栅传感器，设于待检测轨道区段入口端的钢轨底部；
处理所述中心波长，得到轴重曲线和差值曲线；
根据所述轴重曲线的波长和所述差值曲线的波长，确定经过所述入口端的轮轴数并根据所述轮轴数确定所述待检测轨道区段的轨道状态。
6.根据权利要求5所述的轨道状态监测方法，其特征在于，所述根据所述轴重曲线的波长和所述差值曲线的波长，确定经过所述入口端的轮轴数的步骤，包括：
获取所述轴重曲线中第一时刻对应的第一波长；
若所述第一波长小于或等于预设值，则获取所述差值曲线中所述第一时刻对应的第二波长、所述轴重曲线中第二时刻对应的第三波长和所述差值曲线中所述第二时刻对应的第四波长；
根据所述第二波长、所述第三波长和所述第四波长，确定经过所述入口端的轮轴数。
7.根据权利要求6所述的轨道状态监测方法，其特征在于，所述根据所述第二波长、所述第三波长和所述第四波长，确定经过所述入口端的轮轴数的步骤，包括：
若所述第二波长大于零、所述第三波长大于所述预设值且所述第四波长大于零，则维持所述入口端的轮轴数的值不变；
若所述第二波长大于零、所述第三波长大于所述预设值且所述第四波长小于或等于零，则对所述入口端的轮轴数的值加1。
8.根据权利要求6所述的轨道状态监测方法，其特征在于，所述根据所述第二波长、所述第三波长和所述第四波长，确定经过所述入口端的轮轴数的步骤，还包括：
若所述第二波长小于或等于零、所述第三波长大于所述预设值且所述第四波长小于或等于零，则维持所述入口端的轮轴数的值不变；
若所述第二波长小于或等于零、所述第三波长大于所述预设值且所述第四波长大于零，则对所述入口端的轮轴数的值减1。
9.一种轨道状态监测控制装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取波长信息并提取波长信息的中心波长；其中，所述波长信息为光纤光栅解调设备对光纤光栅传感器传输的光信号进行解调后得到；其中，所述光信号由光源发射；所述光纤光栅传感器，设于待检测轨道区段入口端的钢轨底部；
处理模块，用于处理所述中心波长，得到轴重曲线和差值曲线；
轨道状态确认模块，用于根据所述轴重曲线的波长和所述差值曲线的波长，确定经过所述入口端的轮轴数并根据所述轮轴数确定所述待检测轨道区段的轨道状态。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被执行时实现权利要求5至8中任一项所述的方法的步骤。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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